Aktuelle Schmelzsituation der Antarktischen Meereisoberfläche aus Satellitenfernerkundung (REASSESS)

Antragstellerin

Dr. Larysa Istomina
Universität Bremen
Institut für Umweltphysik
Abteilung für Erdfernerkundung

Projektbeschreibung

Im Januar 2017 fand ein starkes Schmelzereignis der Meereisoberfläche in der Nähe der Syowa-Station in der Antarktis statt. Die Besatzung des Eisbrechers FS Shirase berichtete über mehrere Schmelztümpel (ST) auf landfestem und freischwimmendem Eis. Massive Bildung von ST wurden in McMurdo Sound bereits im Januar 2016 beobachtet. Im der Schmelzsaison 2017/2018 wurden ST erneut in der Nähe der erwähnten Stationen beobachtet. ST, Pfützen von Schmelzwasser auf dem Meereis, sind während des arktischen Sommers verbreitet. In der Antarktis gelten die ST auf Meereis hingegen als sehr selten. In den letzten Jahren berichten viele Forschungsstationen der Antarktis von Sommerlufttemperaturen von bis zu oder über 0°C, so dass die Gletcher auf Meereshöhe schmelzen, jedoch wurde bisher keine Studie durchgeführt, um ST auf antarktischem Meereis zu erkennen und zu quantifizieren. In diesem Projekt schlagen wir vor, eine in der Arktis erfolgreich angewandte Methode zur ST-Erkennung zu verwenden und ab 2002 die Oberflächenanteile von ST der Antarktis mittels optischen Satellitendaten zu quantifizieren. Die Motivation für eine solche Studie ist vielfältig: 1.Energiebilanz im sich verändernden Klima - das Vorhandensein von ST führt zu einer drastischen Veränderung der Menge der in den Ozean übertragenen Energie. Genaue Datensätze über ST- und Albedo werden als Parameter für Klimamodelle benötigt. 2.Meereiskonzentrations- (eng. Sea Ice Concentration, SIC) -Algorithmen - die Algorithmen für passive Mikrowellen Radiometer sind in Gegenwart von ST kompromittiert. Derzeit ist keine Korrektur für ST verfügbar. 3.Das Ökosystem unter dem Eis - da die Menge des Sonnenlichts und möglicherweise die Menge an Nährstoffen, die für die Ökosysteme unter dem Eis verfügbar sind, zunimmt, kann dies zu einer Veränderung des Ökosystems führen. Im Rahmen des Projekts planen wir die folgenden Hypothesen zu testen: H1: Die Antarktis verändert sich derzeit dahingehen, dass es mehr ST auf Meereis gibt. Besonders betroffen ist das landfeste Meereis in der Nähe von Gletschern die seit kurzem schmelzen. H2: Der aktuelle Datensatz von antarktischer SIC und Meereisgesamtoberfläche ist fehlerhaft, da übersehene ST als offenes Wasser erkannt werden. H3: Die spektrale Albedo des antarktischen Festeises unterscheidet sich von der des Packeises und zeigt in den letzten Jahren einen negativen Trend. Das Hauptergebnis des Projekts ist der Datensatz der Oberflächenanteile von ST und der spektralen Albedo des antarktischen Meereises aus optischen Sensoren mit einer räumlichen Auflösung von 250-300m. Dieser Datensatz wird erstmalig eine Quantifizierung der Antarktischen Oberflächenschmelzereignisses ermöglichen, die in der Vergangenheit sowohl aufgezeichnet als auch übersehen wurden. Des Weiteren erlaubt ein Datensatz von ST ihre zeitliche Veränderung und ihre Rolle für den Klimazustand der antarktischen Meereiszone zu bewerten und einen korrigierten SIC- und Eisoberfächendatensatz zu liefern.

DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme